MX2015004838A - Producto compuesto reforzado con fibra. - Google Patents

Producto compuesto reforzado con fibra.

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Abstract

La presente invención se refiere a un producto compuesto reforzado con fibra (FR-C), un artículo automotriz que comprende el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C), así como el uso del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) para artículos automotrices y un proceso para la preparación de producto compuesto reforzado con fibra (FR-C).

Description

PRODUCTO COMPUESTO REFORZADO CON FIBRA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un producto compuesto reforzado con fibra (FR-C, por sus siglas en inglés), a un articulo automotriz que comprende el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C), asi como al uso del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) apara artículos automotrices y un proceso para la preparación del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C).
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El polipropileno es un material usado en una amplia variedad de campos téenicos y los polipropilenos reforzados tienen en particular pertinencia adquirida en los campos que previamente de manera exclusiva dependían de materiales no poliméricos, en particular de metales. Un ejemplo particular de polipropilenos reforzados son dos polipropilenos reforzados con fibra de vidrio, los polipropilenos reforzados con metal o los polipropilenos reforzados con talco como se describe en EP 1357 144 Bl, EP 0 206 034 Al, US 5,382,459, WO 2008/074715 Al, WO 2012/025592 Al. Estos materiales permiten una adaptación de las propiedades de la composición al seleccionar el tipo de polipropileno, la cantidad de fibra y algunas veces al seleccionar el tipo de agente acoplador usado. Por consiguiente, actualmente los polipropilenos reforzados con fibra son materiales bien establecidos para aplicaciones que requieren alta rigidez, resistencia a la deflexión térmica y resistencia tanto a la carga de fractura dinámica como de impacto (los ejemplos incluyen componentes automotrices con una función de soporte de carga en el compartimiento del motor, partes de soporte para paneles de carrocería de polímero, componentes de máquinas de lavado y lavavajillas). Las propiedades deseadas incluyen ínter alia alta resistencia a rayado, peso ligero (es decir, baja densidad), alta resistencia a impacto y alta resistencia a la tracción y tracción. Se ha hecho mucho esfuerzo para proporcionar un buen equilibrio entre estas propiedades.
Sin embargo, una desventaja específica de los materiales reforzados con fibra, disponibles, comerciales es que el peso de estos materiales se incrementa a través de la incorporación del agente de relleno lo que da por resultado un mayor peso de la aplicación final. Además, el material de las fibras difiere típicamente del material de la matriz en la cual se dispersan las fibras tal que es difícil el recielado de los materiales conocidos reforzados con fibra.
En vista de lo anterior, permanece como interés la mejora de los materiales reforzados con fibra para la persona experta. Sería especialmente deseable proporcionar un material alternativo o mejorado reforzado con fibra que sea de peso ligero y sea fácil de recielar y mantenga especialmente las propiedades mecánicas tal como el módulo de tracción, deformación por tracción y esfuerzo de tracción.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Por consiguiente, el objeto de la presente es proporcionar un producto compuesto reforzado con fibra que es de un peso ligero y es fácil de reciclar, y proporciona además un equilibrio superior de propiedades mecánicas, tal como un alto módulo de tracción, deformación por tracción y resistencia a la tracción.
El hallazgo de la presente invención es proporcionar un material reforzado con fibra de una clase de material, es decir, un material reforzado con fibra, de poliolefinas únicamente.
Los objetivos anteriores y otros se solucionan en particular, por la materia como se define en la presente invención.
De acuerdo a un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un producto compuesto reforzado con fibra (FR-C), que comprende a) una matriz (M) que comprende un polipropileno (PP), y b) fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) dispersas en la matriz .
Los inventores encontraron de manera sorprendente que el anterior producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de acuerdo a la presente invención da por resultado un material de peso ligero en la aplicación final, que es fácil de recielar, en tanto que mantiene las propiedades mecánicas, tal como módulo de tracción, deformación por tracción y resistencia a la tracción. Una ventaja adicional de la presente invención es que se puede proporcionar un material reforzado con fibra con pocos residuos térmicos.
Cuando en lo siguiente se hace referencia a modalidades preferidas o detalles téenicos del producto compuesto inventivo reforzado con fibra, se va a entender que las modalidades preferidas o detalles técnicos también se refieren al articulo automotriz inventivo y el uso, así como el proceso para la preparación de producto compuesto reforzado con fibra como se define en la presente y viceversa (tanto como sea aplicable). Si, por ejemplo, se expone que la matriz del producto compuesto reforzado con fibra comprende un homopolímero de propileno (H-PP1) y/o un copolimero de propileno (C-PP1) también la matriz del artículo automotriz inventivo, así como el uso inventivo y el proceso para la preparación del producto compuesto reforzado con fibra, comprenden un homopolímero de propileno (H-PP1) y/o un copolímero de propileno (C-PP1).
Donde un articulo indefinido o definitivo se usa cuando se refiere a un nombre singular, por ejemplo, "un", "una", "el" o "la", incluye un plural de ese nombre a menos que de otra manera se señale específicamente alguna cosa.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN De acuerdo a otro aspecto de la presente invención, se proporciona un artículo automotriz que comprende el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C). Se prefiere que el artículo automotriz sea un artículo automotriz exterior o interior. De acuerdo a un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona el uso del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) para artículos automotrices. De acuerdo a otro aspecto de la presente invención, se proporciona un proceso para la preparación de producto compuesto reforzado con fibra (FR-C), el proceso que comprende los pasos de a) proporcionar la matriz (M) que consiste de un polipropileno (PP), b) proporcionar las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC), c) impregnar las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC) del paso b) con la matriz (M) del paso a) tal como para obtener el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C).
El término "impregnar" como se usa en la presente invención se entiende en particular como las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) se retromoldean, se sobremoldean, se retroinyectan o se moldean por compresión por lotes con la matriz (M).
Se prefiere que el paso de impregnación c) se lleve a cabo tal que la matriz (M) del paso a) se funda y/o las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) del paso b) estén sustancialmente en forma sólida.
Las modalidades ventajosas de la presente invención se definen en las sub-reivindicaciones correspondientes.
De acuerdo a una modalidad de la presente invención, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) comprende a) de 50 a 99.9 % en peso de la matriz (M), en donde la matriz (M) comprende un polipropileno (PP), y b) de 0.1 a 50% en peso de fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC), en base al peso total del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C). En donde de manera preferente la temperatura de fusión de la matriz (M) no es más de 30°C por arriba de la temperatura de fusión de las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC).
De acuerdo a otra modalidad de la presente invención, la matriz (M) comprende un homopolimero de propileno (H-PP1) y/o un copolimero de propileno (C-PP1), de manera preferente la matriz (M) comprende un copolimero de propileno (C-PPl).
De acuerdo aún otra modalidad de la presente invención, la matriz (M) comprende un homopolimero de propileno (H-PP1) y/o un copolimero de propileno (C-PPl) que tiene una velocidad del flujo de fusión MFR2 (230°C) medida de acuerdo a ISO 1133 desde 1 a 500 g/10min, de manera preferente la matriz (M) comprende un copolimero de propileno (C-PPl) que tiene una velocidad del flujo de fusión MFR2 (230°C) medida de acuerdo a ISO 1133 desde 1 a 500 g/10min.
De acuerdo a una modalidad de la presente invención, la matriz (M) comprende un copolimero de propileno heterofásico (HECO) que comprende una matriz de polipropileno (M-HECO), de manera preferente la matriz de polipropileno (M-HECO) es un homopolimero de propileno (H-PP2) y está dispersado en la misma un copolimero de propileno elastomérico (E) que comprende unidades derivadas de propileno y etileno y/o C4 a C8 a-olefina. Se prefiere que el copolímero de propileno heterofásico (HECO) tenga a) un contenido soluble en frío de xileno (XCS) medido de acuerdo a ISO 6427 (23°C) de no más de 35% en peso, y/o b) una velocidad del flujo de fusión MFR2 (230°C) medida de acuerdo a ISO 1133 desde 4 a 40 g/10min, y/o c) un contenido total de etileno y/o a-olefina de C4 a C8 de 5 a 25% en peso, en base al total peso del copolímero de propileno heterofásico (HECO).
De acuerdo a otra modalidad de la presente invención, las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o las fibras de copolímero de olefina (F-OC) son fibras de homopolímero de olefina (F-OH), de manera preferente fibras de homopolímero de propileno (F-PH).
De acuerdo aún otra modalidad de la presente invención, las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC) están en la forma de fajos de fibras, de manera preferente en la forma de fajos de fibras continuas.
De acuerdo a una modalidad de la presente invención, la temperatura de fusión de la matriz (M) no debe ser mucho más que la temperatura de fusión de las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC). De acuerdo a una modalidad preferida, la temperatura de fusión de la matriz (M) y/o del polipropileno (PP) no es más de 30°C, de manera preferente no es más de 25°C, de manera más preferente no es más de 20°C, de manera aún más preferente no es más de 15°C, de manera aún más preferente no es más de 10°C, por arriba de la temperatura de fusión de las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolí ero de olefina (F-OC).
En lo siguiente, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) inventivo y sus componentes individuales se describen en más detalle: Se pueden lograr resultados especialmente buenos en el caso que el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) comprenda fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC) dispersadas en una matriz de polipropileno. En particular, se ha descubierto que la dispersión de las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC) en una matriz de polipropileno da por resultado un material de peso ligero en la aplicación final, que es fácil de recielar, en tanto que se mantienen las propiedades mecánicas, tal como alto módulo de tracción, deformación por tracción y resistencia a la tracción.
Un hallazgo especifico de la presente invención es que las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC) deben estar al menos parcialmente cubiertas con la matriz (M) que comprende un polipropileno (PP). En una modalidad de la presente invención, las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o las fibras de copolimero de olefina (F-OC) están completamente cubiertas con la matriz (M). Es decir, las fibras homopolimero de olefina (F-OH) y/o las fibras de copolimero de olefina (F-OC) están incrustadas en la matriz (M) del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) y de esta manera están completamente circundadas por la matriz (M).
El término "compuesto" en el significado de la presente invención se refiere a un material que comprende al menos dos componentes, por ejemplo, un refuerzo con fibra y matriz, que difiere en composición y/o forma que no se disuelve ni se fusionan completamente entre si, pero actúan al unisonó. En otras palabras, los componentes individuales del producto compuesto retienen sus identidades y forman diferentes fases dentro del producto compuesto reforzado con fibra.
Por consiguiente, un requisito especifico de la presente invención es que la matriz (M) tenga una temperatura de fusión que está en el intervalo de la temperatura de fusión de las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC). Debido a las temperaturas similares de fusión de la matriz (M) por una parte y de las fibras de homopolimero de d efina (F-OH) y/o fibras de copolimero de d efina (F-OC), por otra parte, se evita que las fibras de homopolímero de d efina (F-OH) y/o fibras de copolimero de d efina (F-OC) se fundan durante la preparación del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) cuando entran en contacto con la matriz fundida (M). Por consiguiente, al seleccionar componentes que tienen temperaturas similares de fusión se puede evitar que las fibras de homopolímero de olefina (F-0H) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) se disuelvan en la matriz fundida (M) y formen una fase continua. En otras palabras, mediante la selección específica de componentes con temperaturas similares de fusión se logra un producto compuesto reforzado con fibra (FR-C), en el cual las fibras permanecen en contacto y están incrustadas en la matriz re-endurecida (M).
De esta manera, se prefiere que la temperatura de fusión de la matriz (M) y/o del polipropileno (PP) sea +/-30°C, de manera más preferente +/- 25°C, de manera aún más preferente +/- 20°C, de manera aún más preferente +/- 15°C, de manera aún más preferente +/- 10°C, tal como +/- 5°C, de la temperatura de fusión de las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC).
Como se menciona anteriormente el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de la presente invención se caracteriza por buenas propiedades mecánicas.
Por consiguiente, se prefiere que el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tenga un módulo de tracción de al menos 1,600 MPa, de manera más preferente de al menos 1,700 MPa, de manera aún más preferente en el intervalo de 1,600 a 3,500 MPa, de manera aún más preferente en el intervalo de 1,700 a 3,200 MPa. Por ejemplo, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tiene un módulo de tracción en el intervalo de 1,600 a 3,000 MPa o en el intervalo de 1,700 a 2,500 MPa. Estos valores son, en particular, aplicables en caso de que el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) comprenda fibras de homopolímero de propileno (F-PH).
Se aprecia que el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tiene el módulo de tracción de al menos 250 MPa por arriba del módulo de tracción de la matriz correspondiente (M) y/o del polipropileno correspondiente (PP) usado para preparar el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C). Por ejemplo, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tiene un módulo de tracción de al menos 350 MPa por arriba del módulo de tracción de la matriz correspondiente (M) usadas para preparar el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C). En una modalidad de la presente invención, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tiene un módulo de tracción de al menos 250 MPa por arriba del módulo de tracción de la matriz correspondiente (M) usada para preparar el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C), de manera preferente de al menos 350 MPa, de manera más preferente de al menos 500 MPa y de manera más preferente de al menos 600 MPa.
Adicionalmente, también la deformación por tracción en la flexión debe ser más bien alta. Por consiguiente, se apreciará que el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tenga una deformación de tracción en la flexión, de al menos 35 MPa, de manera más preferente de al menos 40 MPa, de manera aún más preferente en el intervalo de 35 a 100 MPa, de manera aún más preferente en el intervalo de 40 a 90 MPa. Por ejemplo, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tiene una deformación por tracción en la flexión en el intervalo de 40 a 85 MPa o en el intervalo de 45 a 80 MPa. Estos valores son, en particular, aplicables en caso de que el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) comprenda fibras de homopolimero de propileno (F-PH).
Por consiguiente, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tiene una deformación por tracción en la flexión, de al menos 10 MPa por arriba de la deformación de tracción en la flexión, de la matriz correspondiente (M) y/o del correspondiente polipropileno (PP) usado para preparar el compuesto reforzado con fibra (FR-C).
Por ejemplo, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tiene una deformación por tracción en la flexión, de al menos 15 MPa por arriba de la deformación por tracción en la flexión, de la matriz correspondiente (M) usada para preparar el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C). En una modalidad de la presente invención, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tiene una deformación por tracción en la flexión, de al menos 20 MPa por arriba del módulo de tracción de la matriz correspondiente (M) usada para preparar el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C), de manera preferente de al menos 25 MPa, de manera más preferente de al menos 30 MPa y de manera mucho más preferente de al menos 40 MPa.
Se aprecia que también la deformación por tracción en la flexión debe ser más bien alta. Por consiguiente, se aprecia que el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tiene una deformación por tracción en la flexión, de al menos 5%, de manera más preferente de al menos 6%, de manera aún más preferente en el intervalo de 5 a 20%, de manera aún más preferente en el intervalo de 6 a 15%. Por ejemplo, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tiene una deformación por tracción en la flexión en el intervalo de 7 a 14% o en el intervalo de 8 a 13%. Estos valores son en particular, aplicables en caso de que el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) comprenda fibras de homopolimero de propileno (F-PH).
Por consiguiente, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tiene una deformación por tracción en la flexión, de al menos 4% por arriba de la deformación por tracción en la flexión, de la matriz correspondiente (M) y/o del correspondiente polipropileno (PP) usado para preparar el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C). Por ejemplo, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tiene una deformación por tracción en la flexión, de al menos 4,5% por arriba de la deformación por tracción en la flexión, de la matriz correspondiente (M) usada para preparar el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C). En una modalidad de la presente invención, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tiene una deformación por tracción en la flexión, de al menos 5% por arriba de la deformación por tracción en la flexión, de la matriz correspondiente (M) usada para preparar el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C), de manera preferente de al menos 5.5%, de manera más preferente de al menos 6% y de manera mucho más preferente de al menos 6.5%.
En una modalidad de la presente invención, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) debe comprender las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) a un cierto nivel.
De esta manera, se aprecia que la cantidad de fibras de homopolímero de d efina (F-OH) y/o fibras de copolímero de d efina (F-OC) dentro del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) está dentro del intervalo de 0.1 a 50% en peso, en base al peso total del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C). Por consiguiente, se prefiere que el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de la presente invención comprenda la matriz (M) en una cantidad de 50 a 99.9% en peso, en base al peso total del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C).
En una modalidad de la presente invención, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) comprende de esta manera a) de 50 a un 99.9% en peso de la matriz (M), y b) de 0.1 a 50% en peso de las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC), en base al peso total del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C).
Por ejemplo, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) comprende a) de 70 a 99.5% en peso de la matriz (M), y b) de 0.5 a 30% en peso de fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC), en base al peso total del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C).
De manera alternativa, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) comprende a) de 80 a 99.0% en peso de la matriz (M), y b) de 1.0 a 20% en peso de fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) , en base al peso total del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C).
De acuerdo con la presente invención, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) comprende una matriz (M) que comprende un polipropileno (PP).
El término ''matriz" en el significado de la presente invención se va a interpretar en su significado comúnmente aceptado, es decir, se refiere a una fase continua (en la presente invención una fase continua de polímero) en la cual están dispersadas partículas aisladas o discretas tal como fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC). La matriz (M) está presente en una cantidad tal para formar una fase continua que puede actuar como una matriz.
El producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de la presente invención puede comprender componentes adicionales. De manera preferente, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de acuerdo a esta invención no comprende más de 10% en peso, de manera más preferente no más de 5% en peso, en base a la cantidad del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de fibras diferentes de las fibras de homopolimero de d efina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) como se definen en la presente invención. Por consiguiente, en una modalidad preferida, el presente producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) comprende como las fibras solo las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC). Adicionalmente, se prefiere que el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) comprenda como componentes de polímero solo la matriz (M) y las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) dispersadas en la matriz (M) como se define en la presente invención. Por consiguiente, las cantidades de la matriz (M) y de las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) dispersadas en la matriz (M) pueden no dar por resultado 100% en peso en base al producto compuesto total reforzado con fibra (FR-C). De esta manera, la parte restante hasta 100% en peso se puede lograr por aditivos adicionales u otras fibras conocidas en la téenica. Sin embargo, esta parte restante no debe ser más de 10% en peso, de manera más preferente no es más de 5% en peso, tal como no más de 3% en peso, tal como no más de 1% en peso dentro del producto compuesto total reforzado con fibra (FR-C). Por ejemplo, el producto compuesto inventivo reforzado con fibra (FR-C) puede comprender adicionalmente pequeñas cantidades de talco, antioxidantes, estabilizadores, agentes de rellenos, colorantes, agentes nucleadores y agentes antiestáticos.
Como se menciona anteriormente, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) puede comprender hasta 10% en peso, de manera preferente hasta 5% en peso, de fibras diferentes de los homopolímeros de olefina (F-OH) y/o copolimeros de olefina (F-OC). Sin embargo, en una modalidad preferida, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) solo comprende fibras en base a los homopolímeros de olefina (F-OH) y/o copolimeros de olefina (F-OC). En otras palabras, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) no comprende fibras encontradas típicamente en los materiales reforzados con fibra, tal como fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de aramida, fibras metálicas, fibras cerámicas, fibras de grafito, fibras de wollastonita, y mezcla de esto. De esta manera, en una modalidad preferida, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) está libre de cualquier fibra que no sea fibra de polímero, de manera preferente que no sea fibras de poliolefina, de manera más preferente que no sean las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC) de acuerdo a la presente invención. Por consiguiente, la matriz (M) y las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) dispersadas en la matriz (M) comprenden de manera preferente de forma conjunta al menos 90% en peso, de manera más preferente al menos 95% en peso, de manera aún más preferente al menos 97% en peso, de manera aún más preferente al menos 99% en peso, al producto compuesto total reforzado con fibra (FR-C).
En una modalidad de la presente invención, el polipropileno (PP) que está presente en la matriz (M) es un homopolímero de propileno (H-PP1) y/o un copolimero de propileno (C-PP1). Por ejemplo, la matriz (M) comprende un homopolímero de propileno (H-PP1) y un copolimero de propileno (C-PP1). De manera alternativa, la matriz (M) comprende un homopolímero de propileno (H-PP1) o un copolimero de propileno (C-PP1). De manera preferente, la cantidad del polipropileno (PP) en la matriz (M) es al menos 50 % en peso, de manera más preferente al menos 70% en peso, de manera aún más preferente al menos 85% en peso, de manera aún más preferente al menos 95% en peso, tal como al menos 97% en peso o 99% en peso en base a la cantidad total de la matriz (M). En una modalidad, la matriz (M) consiste del polipropileno (PP), por ejemplo, consiste del homopolímero de propileno (H-PP1) y/o un copolimero de propileno (C-PP1).
En una modalidad especifica, el polipropileno (PP) es un copolimero de propileno (C-PP1), de manera preferente un copolimero de propileno heterofásico (HECO) como se define en detalle más adelante.
En lo siguiente la matriz (M) y el polipropileno (PP) que es parte de la matriz (M) se definirán en más detalle .
La matriz (M) del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) comprende un homopolimero de propileno (H-PP1) y/o un copolimero de propileno (C-PP1) de una cierta velocidad de flujo de fusión, que a su vez tiene influencia principalmente en la velocidad del flujo de fusión en la matriz (M). Por consiguiente, se prefiere que en la presente invención la matriz (M) y/o el polipropileno (PP), es decir, el homopolimero de propileno (H-PP1) y/o un copolimero de propileno (C-PP1), por ejemplo, el copolimero de propileno heterofásico (HECO), tenga una velocidad del flujo de fusión MFR2 (230°C) de 1 a 500 g/10min, de manera más preferente de 2 a 300 g/10min, de manera aún más preferente de 5 a 100 g/10min y de manera mucho más preferente de 8 a 80 g/10min.
De manera preferente, el polipropileno (PP), es decir, el homopolimero de propileno (H-PP1) y/o el copolimero de propileno (C-PP1), por ejemplo, el copolimero de propileno heterofásico (HECO), tiene una temperatura de fusión Tm por abajo de 175°C, de manera más preferente por abajo de 170°C, igual o por abajo de 168°C. Por ejemplo, la temperatura de fusión varia de 130 a 175°C, de manera más preferente varia de 140 a 170°C y de manera más preferente varia de 150 a 168°C.
En una modalidad de la presente invención, el polipropileno (PP) es un homopolimero de propileno (H-PP1).
La expresión homopolimero de propileno como se usa a todo lo largo de la presente invención se refiere a un polipropileno que consiste sustancialmente, es decir, de más de 99.5% en peso, de manera aún más preferente de al menos 99.7% en peso, tal como al menos 99.8% en peso, de unidades de propileno. En una modalidad preferida son detectables solo unidades de propileno en el homopolimero de propileno.
De manera preferente, el homopolimero de propileno (H-PP1) tiene una temperatura de fusión Tm en el intervalo de 150 a 175°C, de manera más preferente en el intervalo de 155 a 170°C y de manera más preferente en el intervalo de 158-168°C.
El homopolimero de propileno (H-PP1) es de manera preferente un homopolimero de propileno isotáctico. Por consiguiente, se aprecia que la matriz de polipropileno (H-PP1) tiene una concentración pentavalente isotáctico más bien alta, es decir, más de 90% en mol, de manera más preferente mayor de 92% en mol, de manera aún más preferente mayor de 93% en mol y de manera más preferente mayor de 95% en mol), tal como mayor de 97% en mol.
Adicionalmente, el homopolímero de propileno (H-PP1) tiene de manera preferente un contenido de soluble en frío de xileno (XCS) de no más de 5% en peso, de manera más preferente en el intervalo de 0.1 a 3.5% en peso, de manera aún más preferente en el intervalo de 0.5 a 2.5% en peso.
Con respecto a la velocidad del flujo de fusión MFR2 (a 230°C) del homopolímero de propileno (H-PP1) se hace referencia a la información proporcionada anteriormente.
El homopolímero de propileno (H-PPl) se puede producir en la presencia de un catalizador de sitio individual, por ejemplo, un catalizador de metaloceno, o en la presencia de un catalizador de Ziegler-Natta. El homopolímero de propileno (H-PPl) está comercialmente disponible y se conoce por la persona experta en la téenica.
En el caso de que el homopolímero de propileno (H-PPl) sea el componente principal en la matriz (M), es decir, en las cantidades definidas anteriormente, la matriz (M) tiene las mismas propiedades como el homopolímero de propileno (H-PP 1).
En otra modalidad preferida de la presente invención, el polipropileno (PP) es un copolimero de propileno (C-PPl).
El término "copolimero de propileno (C-PPl)" cubre copolimeros de propileno aleatorios (RC-PP1), asi como estructuras complejas, tal como sistemas heterofásicos.
El término "copolimero de propileno aleatorio" indica que los comonómeros dentro del copolimero de propileno (C-PPl) están distribuidos al azar. La aleatoriedad define la cantidad de unidades aisladas de comonómero, es decir, aquellas que no tienen unidades de comonómero vecinas, en comparación a la cantidad total de comonómeros en la cadena de polímero. En una modalidad preferida, la aleatoriedad del copolimero de propileno aleatorio (RC-PP1) es al menos 30%, de manera más preferente al menos 50%, de manera aún más preferente al menos 60%, y de manera aún más preferente al menos 65%, en base al peso total del copolimero de propileno aleatorio (RC-PP1).
Por consiguiente, la expresión "copolimero de propileno aleatorio", de acuerdo a la presente invención no define un polímero de estructuras complejas, sino un sistema de una fase en contraste a un sistema heterofásico. Por consiguiente, la expresión "copolimero de propileno aleatorio" define un polímero cuya estructura o cadenas laterales contiene algún grado de a-olefinas diferente de propileno.
De esta manera, el copolímero de propileno aleatorio (RC-PP1) comprende de manera preferente, consiste de manera preferente de unidades derivadas de (i) propileno y (ii) etileno y/o al menos una a-olefina de C4 a Cío de manera preferente al menos una a-olefina seleccionada del grupo que consiste de etileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno y 1-octeno, de manera más preferente etileno y/o 1-buteno, de manera aún más preferente etileno.
Por consiguiente, el copolímero de propileno aleatorio (RC-PP1) puede comprender unidades derivadas de propileno, etileno y opcionalmente al menos otra a-olefina de C4 a Cío- En una modalidad de la presente invención, el copolímero de propileno aleatorio (RC-PP1) comprende unidades derivadas de propileno, etileno y opcionalmente al menos otra a-olefina seleccionada del grupo que consiste de C4 a-olefina, C5 a-olefina, C6 a-olefina, C7 a-olefina, Cg a-olefina, C9 a-olefina y Cío a-olefina. De manera más preferente, el copolímero de propileno aleatorio (RC-PP1) comprende unidades derivadas de propileno, etileno y opcionalmente al menos otra a-olefina seleccionada del grupo que consiste de 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1- hepteno, 1-octeno, 1-noneno y 1-deceno, en donde se prefieren 1-buteno y 1 hexeno. Se prefiere en particular, que el copolimero de propileno aleatorio (RC-PP1) consista de unidades derivadas de propileno y etileno. De manera preferente, las unidades derivables de propileno constituyen la parte principal del copolimero de propileno (C-PP1), es decir, al menos 80% en peso, de manera más preferente de al menos 85% en peso, de manera aún más preferente de 80 a 99.5% en peso, de manera aún más preferente de 85 a 99.5% en peso, de manera aún más preferente de 90 a 99.2% en peso, en base al peso total del copolimero de propileno aleatorio (RC-PP1). Por consiguiente, la cantidad de unidades derivadas de a-olefina de C2 a C20 diferentes de propileno en el copolimero de propileno aleatorio (RC-PP1) está en el intervalo de 0.5 a 20% en peso, de manera más preferente de 0.5 a 15% en peso, de manera aún más preferente de 0.8 a 10% en peso, en base al peso total del copolimero de propileno aleatorio (RC-PP1). Se aprecia en particular, que la cantidad de etileno en el copolimero de propileno aleatorio (RC-PP1), en particular en el caso de que el copolimero de propileno aleatorio (RC-PP1) comprenda solo unidades derivables de propileno y etileno, está en el intervalo de 0.5 a 20% en peso, de manera preferente de 0.8 a 15% en peso, de manera más preferente de 0.8 a 10% en peso, en base al peso total del copolímero de propileno aleatorio (RC-PP1).
De manera preferente, el copolímero de propileno aleatorio (RC-PP1) es isotáctico. Por consiguiente, se aprecia que el copolímero de propileno aleatorio (RC-PP1) tenga una concentración pentavalente más bien alta, es decir, mayor de 95% en mol, de manera más preferente mayor de 97% en mol, de manera aún más preferente mayor de 98% en mol.
Adicionalmente, se aprecia que el copolímero de propileno aleatorio (RC-PPl) tenga una temperatura de fusión Tm en el intervalo de 125 a 165°C, de manera más preferente varía de 130 a 158°C y de manera más preferente varía de 135 a 150°C.
Con respecto a la velocidad de flujo de fusión MFR2 (230°C) del copolímero de propileno aleatorio (RC-PPl) se hace referencia a la información proporcionada anteriormente.
En el caso de que el copolímero de propileno aleatorio (RC-PPl) sea el componente principal en la matriz (M), es decir, en las cantidades definidas anteriormente, la matriz (M) tiene las mismas propiedades como el copolímero de propileno aleatorio (RC-PPl).
En una modalidad específica de la presente invención, el polipropileno (PP) es un copolímero de propileno heterofásico (HECO). Por consiguiente, la matriz (M) comprende de manera preferente al menos 50% en peso, de manera más preferente al menos 70% en peso, de manera aún más preferente al menos 85% en·peso, de manera aún más preferente al menos 95% en peso, tal como al menos 97% en peso o 99% en peso de un copolímero de propileno heterofásico (HECO). En una modalidad, la matriz (M) consiste de un copolimero de propileno heterofásico (HECO).
En lo siguiente el copolimero de propileno heterofásico (HECO) se define en más detalle.
De manera preferente, el copolimero de propileno heterofásico (HECO) comprende a) una matriz de polipropileno (M-HECO), y b) un copolimero de propileno elastomérico (E).
La expresión "heterofásico" indica que el copolimero elastomérico (E) está de manera preferente disperso (finamente) en al menos la matriz de polipropileno (M-HECO) del copolimero de propileno heterofásico (M-HECO). En otras palabras, el copolimero elastomérico (E) forma inclusiones en la matriz de polipropileno (M-HECO). De esta manera, la matriz de polipropileno (M-HECO) contiene inclusiones (finamente) dispersadas que son parte de la matriz y estas inclusiones contienen el copolimero elastomérico (E). El término "inclusión" de acuerdo a la invención debe indicar de manera preferente que la matriz y la inclusión forman fases diferentes dentro del copolimero de propileno heterofásico (M-HECO), estas inclusiones son, por ejemplo visibles por microscopía de alta resolución, tal como microscopía electrónica o microscopía de fuerza de exploración.
Adicionalmente, el copolímero de propileno heterofásico (HECO) comprende de manera preferente como componentes de polímero solo la matriz de polipropileno (M-HECO) y el copolímero elastomérico (E). En otras palabras, el copolímero de propileno heterofásico (HECO) puede contener aditivos adicionales pero no otro polímero en una cantidad que excede 5% en peso, de manera más preferente que sea de 3% en peso, tal que excede 1% en peso, en base al copolímero de propileno heterofásico (HECO) total, de manera más preferente en base a los polímeros presentes en el copolímero de propileno heterofásico (HECO). Un polímero adicional que puede estar presente en estas bajas cantidades es un polietileno que es un producto de reacción obtenido por la preparación del copolímero de propileno heterofásico (HECO). Por consiguiente, se apreciara en particular que un copolímero de propileno heterofásico (HECO) como se define en la presente invención contenga solo una matriz de polipropileno (M-HECO), un copolímero elastomérico (E) y opcionalmente un polietileno en cantidades como se menciona en este párrafo.
El copolímero elastomérico (E) es de manera preferente un copolímero de etileno elastomérico (El) y/o un copolímero de propileno elastomérico (E2), este último que se prefiere.
Como se explica anteriormente, un copolímero de propileno heterofásico (HECO) comprende una matriz de polipropileno (M-HECO) en el cual se dispersa el copolímero de propileno elastomérico (E).
La matriz de polipropileno (M-HECO) puede ser un homopolímero de propileno (H-PP2) o un copolímero de propileno (C-PP2).
Sin embargo, se prefiere que la matriz de propileno (M-HECO) sea un homopolímero de propileno (H-PP2).
La matriz de polipropileno (M-HECO) que es un homopolímero de propileno (H-PP2) es de manera preferente un homopolímero de propileno isotáctico. Por consiguiente, se aprecia que el homopolímero de propileno (H-PP2) tenga una concentración pentavalente más bien alta, es decir, mayor de 90% en mol, de manera más preferente mayor de 92% en mol, de manera aún más preferente mayor de 93% en mol y de manera aún más preferente mayor de 95% en mol, tal como mayor de 99% en mol.
La matriz de polipropileno (M-HECO) que es un homopolímero de propileno (H-PP2) tiene un contenido soluble en frío de xileno (XCS) más bien bajo, es decir, de no más de 3.5% en peso, de manera preferente de no más de 3.0% en peso, tal como no más de 2.6% en peso, en base al peso total de la matriz de polipropileno (M-HECO). De esta manera, un intervalo preferido es de 0.5 a 3.0% en peso, de manera más preferida de 0.5 a 2.5% en peso, de manera aún más preferida de 0.7 a 2.0% en peso y de manera más preferente de 0.7 a 1.5% en peso, en base al peso total del homopolímero de propileno (H-PP2).
En una modalidad de la presente invención, la matriz de polipropileno (M-HECO) es un homopolímero de propileno (H-PP2) que tiene una velocidad del flujo de fusión MFR2 (230°C) de 1 a 500 g/10min, de manera más preferente de 2 a 300 g/10min, de manera aún más preferente de 5 a 100 g/10min y de manera mucho más preferente de 8 a 80 g/10 min.
De manera preferente, el homopolímero de propileno (H-PP2) tiene una temperatura de fusión Tm en el intervalo de 150 a 175°C, de manera más preferente en el intervalo de 155 a 170°C y de manera mucho más preferente en el intervalo de 158-168°C.
Si la matriz de polipropileno (M-HECO) es un copolímero de propileno (C-PP2), el copolímero de propileno (C-PP2) comprende de manera preferente, consiste de manera preferente de unidades derivadas de (i) propileno y (ii) etileno y/o al menos una a-olefina C4 de Cs, de manera preferente al menos una a-olefina seleccionada del grupo que consiste de etileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno y 1-octeno, de manera más preferente etileno y/o 1-buteno, de manera aún más preferente etileno.
Por consiguiente, el copolímero de propileno (C-PP2) puede comprender unidades derivadas de propileno, etileno y opcionalmente al menos otra a-olefina de C4 a Cg. En una modalidad de la presente invención, el copolímero de propileno (C-PP2) comprende unidades derivadas de propileno, etileno y opcionalmente al menos otra a-olefina seleccionada del grupo que consiste de C4 a-olefina, C5 a-olefina, C6 a-olefina, C7 a-olefina, Cg a-olefina. De manera más preferente, el copolímero de propileno (C-PP2) comprende unidades derivadas de propileno, etileno y opcionalmente al menos otra a-olefina seleccionada del grupo que consiste de 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno, 1-octeno, en donde se prefieren 1-buteno y 1-hexeno. Se prefiere en particular que el copolímero de propileno (C-PP2) consista de unidades derivadas de propileno y etileno. De manera preferente, las unidades derivables de propileno constituye la parte principal del copolímero de propileno (C-PP2), es decir, al menos 95% en peso, de manera preferente de al menos 97% en peso, de manera más preferente de al menos 98% en peso, de manera aún más preferente de 95 a 99.5% en peso, de manera aún más preferente de 97 a 99.5% en peso, de manera aún más preferente de 98 a 99.2% en peso, en base al peso total del copolimero de propileno (C-PP2). La cantidad de unidades derivadas de a-olefinas de C2 a Cg diferentes del propileno en el copolimero de propileno (C-PP2), está en el intervalo de 0.5 a 5% en peso, de manera más preferente de 0.5 a 3% en peso, de manera aún más preferente de 0.8 a 2% en peso, en base al peso total del copolimero de propileno (C-PP2). Se aprecia en particular que la cantidad de etileno en el copolimero de propileno (C-PP2), en particular en el caso del copolimero de propileno comprende solo unidades derivable de propileno y etileno, está en el intervalo de 0.5 a 5% en peso, de manera preferente de 0.8 a 2% en peso, en base al peso total del copolimero de propileno (C-PP2).
Adicionalmente, se aprecia que el contenido soluble en frió de xileno (XCS) de la matriz de polipropileno (M-HECO) que es un copolimero de propileno (C-PP2) es más bien bajo. Por consiquiente, el copolimero de propileno (C-PP2) tiene preferentemente una fracción soluble en frió de xileno (XCS) medida de acuerdo a ISO 6427 (23°C) de no más de 14% en peso, de manera más preferente de no más de 13% en peso, de manera aún más preferente de no más de 12% en peso, tal como no más de 11.5% en peso, en base al peso total del copolimero de propileno (C-PP2). De esta manera, un intervalo preferido es de 1 a 14% en peso, más preferido de 1.0 a 13% en peso, aún más preferido de 1.2 a 11% en peso, en base al peso total del copolímero de propileno (C-PP2) .
De manera preferente, la matriz de polipropileno (M-HECO) que es un copolímero de propileno (C-PP2) es isotáctico. Por consiguiente, se aprecia que el copolímero de propileno (C-PP2) tenga una concentración pentavalente más alta, es decir, mayor de 95% en mol, de manera más preferente mayor de 97% en mol, de manera aún más preferente mayor de 98% en mol.
Adicionalmente, se apreciará que las unidades derivadas de a-olefina de C2 a C8 diferentes de propileno dentro del copolímero de propileno (C-PP2) estén distribuidas al azar. La aleatoriedad indica la cantidad de unidades de comonómero aisladas, es decir, aquellas que no tienen otras unidades de comonómero en la vecindad, en comparación a la cantidad total de comonómeros en la cadena de polímero. En una modalidad preferida, la aleatoriedad del copolímero de propileno (C-PP2) es al menos 30%, de manera más preferente al menos 50%, de manera aún más preferente de al menos 60%, y de manera aún más preferente de al menos 65%.
Adicionalmente, se aprecia que el copolímero de propileno aleatorio (C-PP2) tiene una temperatura de fusión Tm en el intervalo de 125 a 165°C, de manera más preferente varía de 130 a 158°C y de manera más preferente varía de 135 a 150°C.
En una modalidad de la presente invención, el copolímero de propileno aleatorio (C-PP2) tiene una velocidad del flujo de fusión MFR2 (230°C) de 1 a 500 g/10min, de manera más preferente de 2 a 300 g/10min, de manera aún más preferente de 5 a 100 g/10min y de manera más preferente de 8 a 80 g/10min.
El segundo componente del copolímero de propileno heterofásico (HECO) es el copolímero elastomérico (E). Como se menciona anteriormente el copolímero elastomérico (E) puede ser un copolímero de etileno elastomérico (El) y/o un copolímero de propileno elastomérico (E2). En lo siguiente, ambos elastómeros se definen con manera más precisa.
De manera preferente, el copolímero de etileno elastomérico (El) comprende unidades derivadas de (i) etileno y (ii) propileno y/o a-olefina de C4 a C20, de manera preferente de (i) etileno y (ii) seleccionadas del grupo que consiste de propileno, 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno.
De manera preferente, el contenido de etileno en el copolímero de etileno elastomérico (El) es al menos 50% en peso, de manera más preferente al menos 60% en peso. De esta manera, en una modalidad preferida, el copolímero de etileno elastomérico (El) comprende de 50.0 a 85.0% en peso, de manera más preferente de 60.0 a 78% en peso, de unidades derivables de etileno. Los comonómeros presentes en el copolímero de etileno elastomérico (El) son de manera preferente a-olefina de C4 a C20, tal como 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno, este último que es especialmente preferido. Por consiguiente, en una modalidad especifica, el copolímero de etileno elastomérico (El) es un polímero de etileno-1-octeno con las cantidades dadas en este párrafo.
A su vez, el copolímero de propileno elastomérico (E2) comprende de manera preferente unidades derivadas de (i) propileno y (ii) etileno y/o -olefina de C4 a C8. Por consiguiente, el copolímero de propileno elastomérico (E2) comprende, consiste de manera preferente de, unidades derivables de (i) propileno y (ii) etileno y/o al menos otra a-olefina de C4a C6, de manera más preferente unidades derivables de (i) propileno y (ii) etileno y al menos otra a-olefina seleccionada del grupo que consiste de 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno y 1-octeno. El copolímero de propileno elastomérico (E2) puede contener adicionalmente unidades derivadas de un dieno no conjugado, sin embargo, se prefiere que el copolímero de propileno elastomérico (E2) consista de unidades derivables de (i) propileno y (ii) etileno y/o a-olefina de C4 a C8 únicamente. Los dienos no conjugados adecuados, si se usan, incluyen dienos acíclicos de cadena recta y cadena ramificada, tal como 1,4-hexadieno, 1,5-hexadieno, 1,6-octadieno, 5-metil-l,4-hexadieno, 3,7-dimetil-l, 6-octadieno, 3,7-dimetil-l, 7-octadieno, e isómeros mezclados de dihidromiceno y dihiroocimeno, y dienos alicíclicos de anillo individual tal como 1,4-ciclohexadieno, 1,5-ciclooctadieno, 1,5-ciclododecadieno, 4-vinil-ciclohexeno, l-alil-4-isopropilideno-ciclohexano, 3-ail-ciclopenteno, 4-ciclohexeno y l-isopropenil-4-(4-butenil)ciclohexano. Los dienos de anillo en puente y fusionado y alicíclicos de múltiples anillos también son adecuados incluyendo tetrahidroindeno, metiltetra-hidroindeno, diciclopentadieno, biciclo(2,2,1)hepta-2,5-dieno, 2-metil-bicicloheptadieno, y alquenilo, alquilideno, cicloalquenilo y cicloalquilideno norbornenos, tal como 5-metilen-2-norborneno, 5-isopropilideno norborneno, 5- (4-ciclopentenil)-2-norborneno; y 5-ciclohexilideno-2-norborneno. Los dienos no conjugados preferidos son 5-etiliden-2-norborneno, 1,4-hexadieno y diciclopentadieno.
Por consiguiente, el copolímero de propileno elastomérico (E2) comprende al menos unidades derivables de propileno y etileno y puede comprender otras unidades derivables de una a-olefina adicional como se define en el párrafo previo. Sin embargo, se prefiere en particular que el copolímero de propileno elastomérico (E2) comprenda unidades solo unidades derivables de propileno y etileno y opcionalmente un dieno no conjugado como se define en el párrafo previo, tal como 1,4-hexadieno. De esta manera, un polímero de dieno no conjugado de etileno-propileno (EPDM) y/o un caucho de etileno-propileno (EPR) como copolímero de propileno elastomérico (E2) se prefiere de manera especial, este último mucho más preferido.
En una modalidad de la presente invención, el copolímero de propileno elastomérico (E2) es un caucho de etileno-propileno (EPR).
De manera preferente, la cantidad de propileno en el copolímero de propileno elastomérico (E2) varía de 50 a 75% en peso, de manera más preferente de 55 a 70% en peso. De esta manera, en una modalidad específica, el copolímero de propileno elastomérico (E2) comprende de 25 a 50% en peso, de manera más preferente de 30 a 45% en peso, de unidades derivables de etileno. De manera preferente, el copolímero de propileno elastomérico (E2) es un polímero de monómero de dieno no conjugado de etileno-propileno (EPDM1) o un caucho de etileno-propileno (EPR), este último que es especialmente preferido, con un contenido de propileno y/o etileno como se define en este párrafo.
La viscosidad intrínseca (IV) de la fracción soluble en frío de xileno (XCS) del copolímero de propileno heterofásico (HECO) es preferentemente moderada. Por consiguiente, se apreciará que la viscosidad intrínseca de fracción soluble en frío de xileno (XCS) del copolímero de propileno heterofásico (HECO) está por debajo de 3.3 dl/g, de manera más preferente por debajo de 3.1 dl/g, y de manera más preferente por abajo de 3.0 dl/g. Aun más preferido la viscosidad intrínseca de la fracción soluble en frío de xileno (XCS) del copolímero de propileno heterofásico (HECO) está en el intervalo de 1.5 a 3.3 dl/g, de manera más preferente en el intervalo de 2.0 a 3.1 dl/g, de manera aun más preferente de 2.2 a 3.0 dl/g.
Es especialmente preferido que el copolímero de propileno heterofásico (HECO) comprenda un homopolímero de propileno (H-PP2) como la matriz de polipropileno (M-HECO) y un caucho de etileno-propileno (EPR1) como el copolímero de propileno elastomerico (E2).
De manera preferente, el copolímero de propileno heterofásico (HECO) tiene una velocidad del flujo de fusión (230°C) de 1 a 300 g/10min, de manera más preferente de 2 a 100 g/10min, de manera aun más preferente de 3 a 80 g/10min, de manera aun más preferente de 4 a 40 g/10min, tal como en el intervalo de 5 a 30 g/10min.
De manera preferente, el copolímero de propileno heterofásico (HECO) tiene una temperatura de fusión Tm en el intervalo de 150 a 175°C, de manera más preferente en el intervalo de 155 a 170°C y de manera mucho más preferente en el intervalo de 158-168°C.
De manera preferente, la cantidad del copolí ero de propileno heterofásico (HECO) en la matriz (M) es al menos 50% en peso, de manera más preferente al menos 70% en peso, de manera aun más preferente al menos 85% en peso, de manera aun más preferente al menos 95% en peso, tal como al menos 97% en peso o 99% en peso en base a la cantidad total de la matriz (M). En una modalidad, la matriz (M) consiste del copolímero de propileno heterofásico (HECO).
Un componente esencial adicional del presente producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) son las fibras (F). Es un requisito de la presente invención que las fibras (F) sean fibras de homopolímero de d efina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC).
Las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC) tienen de manera preferente una temperatura de fusión en el intervalo de 125 a 170°C, de manera más preferente en el intervalo de 130 a 168°C.
Por ejemplo, la composición reforzada con fibra (FR-C) comprende fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y fibras de copolímero de olefina (F-OC). De manera alternativa, la composición reforzada con fibra (FR-C) comprende fibras de homopolímero de olefina (F-OH) o fibras de copolímero de olefina (F-OC).
En una modalidad de la presente invención, las fibras (F) dispersadas en la matriz (M) del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) son fibras de homopolímero de olefina (F-OH).
De acuerdo a la presente invención, las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) pueden ser fibras de homopolímero de etileno (F-EH) y/o fibras de homopolímero de propileno (F-PH). Adicionalmente o de manera alternativa, las fibras de copolimero de olefina (F-OC) pueden ser fibras de copolimero de etileno (F-CE) y/o fibras de homopolímero de propileno (F-PC).
En una modalidad de la presente invención, las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) son fibras de homopolímero de etileno (F-EH) y/o fibras de copolimero de etileno (F-CE).
La expresión fibras de homopolímero de etileno (F-EH) usados en la presente invención se refiere a fibras de polietileno que comprende un polietileno que consiste sustancialmente, es decir, de más de 99.7% en peso, de manera aun más preferente de al menos 99.8% en peso, de unidades de etileno. En una modalidad preferida solo son detectables unidades de etileno en las fibras de homopolímero de etileno (F-EH).
En el caso de que las fibras sean fibras de copolimero de etileno (F-CE), se prefiere que contengan como una parte principal unidades derivables de etileno. Por consiguiente, se aprecia que las fibras de copolimero de etileno (F-CE) comprenden al menos 55% en peso de unidades derivable de etileno, de manera más preferente al menos 60% en peso de unidades derivadas de etileno, en base al peso total de las fibras de copolímero de etileno (F-CE). De esta manera, se aprecia que las fibras de copolímero de etileno (F-CE) comprendan de 60-99.5% en peso, de manera más preferente de 90 a 99% en peso, de unidades derivables de etileno, en base al peso total de las fibras de copolímero de etileno (F-CE). Los comonómeros presentes en estas fibras de copolímero de etileno (F-CE) son propileno y/o a-olefinas de C4 a C2o , tal como 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno, este último que es especialmente preferido, o dienos, preferentemente a-w-alcadienos no conjugados, es decir, -w-alcadienos de C5 a C20 tal como 1,7-octadieno.
En una modalidad de la presente invención, las fibras de homopolímero de etileno (F-EH) y/o fibras de copolímero de etileno (F-CE) se seleccionan de HDPE, LDPE, LLDPE, VLDPE, ULDPE y otros polímeros o copolímeros que contienen etileno y otra a-olefina.
Las fibras de homopolímero de etileno (F-EH) y/o fibras de copolímero de etileno (F-CE) tienen de manera preferente una temperatura de fusión en el intervalo de 125 a 150°C, de manera más preferente en el intervalo de 130 a 145°C.
En una modalidad de la presente invención, las fibras son fibras de homopolimero de propileno (F-pH) y/o fibras de copolí ero de propileno (F-PC).
De manera preferente, las fibras de homopolimero de propileno (F-PH) y las fibras de copolímero de propileno (F-PC) tienen una temperatura de fusión Tm por abajo de 175°C, de manera más preferente por abajo de 170°C, tal como de igual o por abajo de 168°C. Por ejemplo, la temperatura de fusión varía de 130 a 175°C, de manera más preferente varía de 140 a 170°C y de manera más preferente varía de 150 a 168°C.
La expresión fibras de homopolimero de propileno (F-PH) como se usa a todo lo largo de la presente invención se refiere a fibras de polipropileno que consisten sustancialmente, es decir, de más de 99.5% en peso, de manera aún más preferente de al menos 99.7% en peso, tal como de al menos 99.8% en peso, de unidades de propileno. En una modalidad preferida solo las unidades de propileno en las fibras de homopolimero de propileno (F-PH) son detectables.
Las fibras de homopolimero de propileno (F-PH) tienen de manera preferente una temperatura de fusión Tm en el intervalo de 150 a 175°C, de manera más preferente en el intervalo de 155 a 170°C y de manera mucho más preferente en el intervalo de 158-168°C.
En caso de que las fibras sean fibras de copolimero de propileno (C-PC), se prefiere que contengan como una parte principal unidades derivables de propileno. Por consiguiente, las fibras de copolimero de propileno (F-PC) pueden comprender unidades derivadas de propileno, etileno y opcionalmente al menos al menos otra a-olefina de C4 a Cío. En una modalidad de la presente invención, las fibras de copolimero de propileno (F-PC) comprenden unidades derivadas de propileno, etileno y opcionalmente al menos otra a-olefina seleccionada del grupo que consiste de C4 a-olefina, C5 a-olefina, C6 a-olefina, C7 a-olefina, C8 a-olefina, Cg a-olefina y Cío a-olefina. De manera más preferente, las fibras de copolimero de propileno (F-PC) comprenden unidades derivadas de propileno, etileno y opcionalmente al menos otra a-olefina seleccionada del grupo que consiste de 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno, 1— octeno, 1-noneno y 1-deceno, en donde se prefieren 1-buteno y 1-hexeno. Es preferido en particular que las fibras de copolimero de propileno (F-PC) consistan de unidades derivadas de propileno y etileno. De manera preferente, las unidades derivables de propileno constituye la parte principal de la, es decir, al menos 95% en peso, de manera preferente al menos 97% en peso, de manera más preferente al menos 98% en peso, de manera aun más preferente de 95 a 99,5% en peso, de manera aun más preferente de 97 a 99.5% en peso, de manera aun más preferente de 98 a 99.2% en peso, en base al peso total de las fibras de copolímero de propileno (F-PC). La cantidad de unidades derivadas de a-olefinas de C2 a C2o diferentes de propileno en las fibras de copolímero de propileno (F-PC), está en el intervalo de 0.5 a 5% en peso, de manera más preferente de 0.5 a 3% en peso, de manera aun más preferente de 0.8 a 2.0% en peso, en base al peso total de las fibras de copolímero de propileno (F-PC). Se aprecia en particular que la cantidad de etileno en las fibras de copolímero de propileno (F-PC), en particular en el caso de que las fibras de copolímero de propileno (F-PC) comprendan solo las unidades derivables de propileno y etileno, está en el intervalo de 0.5 a 5% en peso, de manera preferente de 0.8 a 2% en peso, en base al peso total de las fibras de copolímero de propileno (F-PC).
Las fibras de copolímero de propileno (F-PC) tienen de manera preferente una temperatura de fusión Tm en el intervalo de 125 a 165°C, de manera más preferente varía de 130 a 158°C y de manera mucho más preferente varía de 135 hasta 150°C.
En una modalidad especialmente preferida de la presente invención, las fibras son fibras de homopolímero de propileno (F-PH).
Las fibras de homopolímero de d efina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC) de la presente invención se pueden usar en varias formas y aspectos. Por ejemplo, las fibras de ho opolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) pueden ser ya sea fibras cortadas o fibras largas (continuas), aunque se da preferencia usar fibras largas. En general, las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) pueden tener una longitud de al menos 1 mm. Las fibras cortadas usadas en el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) tienen de manera preferente una longitud de 1 a 40 mm, de manera más preferente de 5 a 30 mm, y/o un diámetro promedio de 5 a 25 mm, de manera más preferente de 10 a 20 pm. Si se usan fibras largas (continuas) en el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C), las fibras son preferentemente fibras que tienen un diámetro promedio de 5 a 50 pm, de manera más preferente de 10 a 25 pm.
De manera preferente, las fibras de homopolímero cortadas de olefina (F-OH) y/o las fibras cortadas copolimero de olefina (F-OC) pueden tener una relación de aspecto de 150 a 450, de manera más preferente de 200 a 400, de manera aun más preferente de 250 a 350.
En una modalidad de la presente invención, las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) están en la forma de fajos de fibras, de manera preferente, si las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F- 0C) son fibras largas (continuas). Por consiguiente, las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) están preferentemente en la forma de fajos de fibras continuas.
El número de fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) en un fajo de fibras, preferentemente fajo de fibras continuas, varía dependiendo de los requisitos de resistencia y rigidez de la aplicación final.
Los fajos de fibras continuas de las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) pueden ser tejidas en una tela o incorporadas en correas unidireccionales de fibras continuas. Las fibras largas (continuas) o los fajos de fibras continuas se pueden cortar en fibras no continuas o fajos de fibras e incorporar en una tela no tejida tal como una tela mate. Estas fibras cortadas, de longitud uniforme o aleatoria, se pueden dispersar en la matriz (M) durante un proceso de extrusión.
De manera preferente, las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-0C) del presente producto compuesto reforzado con fibra (FR-C), especialmente si están en la forma de fibras largas (continuas) y/o fajos de fibras, se impregnan con la matriz (M) que consiste de un polipropileno (PP). En otras palabras, el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) no se obtiene preferentemente por un proceso en el cual se extruyen las y el polipropileno (PP). Más bien, el polipropileno (PP) se funde, preferentemente por téenicas conocidas de extrusión, y, subsiguientemente, el polipropileno (PP) fundido se incrusta en las fibras, es decir, las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC).
De esta manera, en un aspecto adicional de la presente invención se proporciona un proceso para la preparación del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) como se define anteriormente, el proceso que comprende los pasos de a) proporcionar un polipropileno (PP) fundido, b) proporcionar las fibras homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC), c) impregnar las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) del paso b) con el polipropileno fundido del paso a) tal como para obtener el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C).
La impregnación de las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) del paso b) con la matriz (M) del paso a) se puede lograr por cualquier medio convencional conocido por la persona experta. La persona experta adaptará las condiciones de impregnación tal como la velocidad de impregnación y la temperatura de acuerdo con su equipo de proceso.
De manera preferente, la impregnación se puede llevar a cabo tal que el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) obtenido comprende fibras individuales que están circundadas por la matriz (M) que consiste en un polipropileno (PP).
En una modalidad de la presente invención, la impregnación del paso c) se lleva a cabo tal que el polipropileno (PP) se funde y/o las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-0C) están sustancialmente en forma uniforme.
En particular, se va a señalar que las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) están sustancialmente en forma uniforme. Es decir, la temperatura durante el paso c) de impregnación se ajusta tal que las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) no se funden completamente. Por consiguiente, se aprecia que el término "sustancialmente en forma sólida" no excluye que las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) están parcialmente fundidas, por ejemplo, la superficie de las fibras de homopolimero de olefina (F-0H) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC).
Sin embargo, es un requisito de la presente invención que las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) y el polipropileno (PP) formen diferentes fases dentro del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C).
La presente composición puede contener adicionalmente otros aditivos tipicos útiles por ejemplo en el sector automotriz, tal como el negro de carbón, otros pigmentos, antioxidantes, estabilizadores UV, agentes nucleadores, agentes antiestéticos y agentes de deslizamiento, en cantidades usuales en la téenica.
Todos los componentes usados para la preparación del presente producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) se conocen. Por consiguiente, también son bien conocidas sus preparaciones.
De acuerdo a un aspecto adicional, la presente invención se refiere a un articulo automotriz que comprende el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) como se define anteriormente. De manera más preferente, el articulo automotriz comprende al menos 50% en peso, de manera más preferente al menos 75% en peso, de manera aun más preferente al menos 95% en peso, de manera aun más preferente consiste, del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) como se define anteriormente. Se prefiere que el articulo automotriz sea un articulo automotriz exterior o interior. Por ejemplo, los artículos automotrices se seleccionan preferentemente del grupo que consiste de recipientes presurizados, módulos de bolsas de aire, amortiguadores, molduras laterales, estribos, paneles de carrocería, deflectores aerodinámicos, tableros de instrumentos, molduras interiores y similares.
Un aspecto adicional de la presente invención se refiere al uso del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) como se define anteriormente para artículos automotrices.
En vista de lo anterior, son especialmente preferidas las siguientes modalidades: [01] Producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) que comprende a) una matriz (M) que comprende un polipropileno (PP), Y b) fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC) dispersas en la matriz. [02] Producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de acuerdo al párrafo [01] en donde la temperatura de fusión de la matriz (M) y/o del polipropileno (PP) está en el intervalo de +/—10°C de la temperatura de fusión de las fibras de homopolímero (F-OH) y/o las fibras de copolímero de olefina (F- OC). [03] Producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de acuerdo al párrafo [01] o [02], en donde la temperatura de fusión de la matriz (M) y/o del polipropileno (PP) no está más de 30°C por arriba de la temperatura de fusión de las fibras de homopolímero (F-OH) y/o las fibras de copolímero de olefina (F-OC). [04] Producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de acuerdo a cualquiera de los párrafos anteriores [01] a [03], en donde la temperatura de fusión de la matriz (M) y/o del polipropileno (PP) es +/-30°C de la temperatura de fusión de las fibras de homopolímero (F-OH) y/o las fibras de copolímero de olefina (F-OC). [05] Producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de acuerdo con cualquiera de los párrafos anteriores [01] a [04], en donde (a) la temperatura de fusión de la matriz (M) y/o del polipropileno (PP) está en el intervalo por abajo de 175°C, de manera preferente en el intervalo de 130 a 175°C; y/o (b) la temperatura de fusión de las fibras de homopolímero (F-OH) y/o las fibras de copolímero de olefina (F-OC) está en el intervalo de 125 a 170 °C. [06] Producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de acuerdo con cualquiera de los párrafos anteriores [01] a [05], en donde el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) comprende (a) de 50 a 99.9% en peso de la matriz (M), y (b) de 0.1 a 50% en peso de fibras de homopolimero de d efina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC), en base al peso total del producto compuesto reforzado con fibra ( FR-C) . [ 07 ] Producto compuesto reforzado con fibra ( FR-C) de acuerdo con cualquiera de los párrafos anteriores [ 01 ] a [ 06] , en donde el producto compuesto reforzado con fibra ( FR-C) (a) comprende no más de 10% en peso en base a la cantidad total del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de fibras diferentes de las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o las fibras de copolimero de olefina (F-OC) ; o (b) está libre de cualquiera de las fibras que no son fibras de polímero, preferentemente que no son fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) . [ 08 ] Producto compuesto reforzado con fibra ( FR- C) de acuerdo con cualquiera de los párrafos anteriores [ 01] a [ 07 ] , en donde el polipropileno ( PP) es un homopolimero de propileno (H-PP1 ) y/o un copolimero de propileno (C-PP1 ) , de manera preferente el polipropileno ( PP) es un copolimero de propileno (C-PP1) . [09] Producto compuesto reforzado con fibra (FR- C) de acuerdo con cualquiera de los párrafos anteriores [01] a [08], en donde la matriz (M) y/o el polipropileno (PP) tiene una velocidad de flujo de fusión MFR2 (230°C) medida de acuerdo a ISO 1133 de 1 a 500 g/10min, de manera preferente de 8-80 g/10min. [10] Producto compuesto reforzado con fibra (FR- C) de acuerdo con cualquiera de los párrafos anteriores [01] a [09], en donde el polipropileno (PP) es un copolimero de propileno heterofásico (HECO) que comprende una matriz de polipropileno (M-HECO), de manera preferente la matriz de polipropileno (M-HECO) es un homopolimero de propileno (H-PP2), y dispersado en el mismo está copolimero elastomérico (E). [11] Producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de acuerdo al párrafo [10], en donde el copolimero de propileno heterofásico (HECO) tiene (a) un contenido soluble en frió de xileno (XCS) medido de acuerdo a ISO 6427 (23°C) de no más de 35% en peso, y/o (b) un velocidad del flujo de fusión MFR2 (230°C) medida de acuerdo a ISO 1133 de 4 a 40 g/10min [12] Producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de acuerdo con cualquiera de los párrafos anteriores [01] a [11], en donde las fibras de homopolimero de d efina (F-OH) y/o fibras de copolimero de d efina (F-OC) son fibras de homopolímero de d efina (F-OH), de manera preferente fibras de homopolímero de propileno (F-PH). [13] Producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de acuerdo con cualquiera de los párrafos anteriores [01] a [13], en donde las fibras de homopolímero de olefina (F-OH] y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC) están en la forma de fajos de fibras, preferentemente en forma de fajos de fibras continúas. [14] Artículo automotriz que comprende producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de acuerdo con cualquiera de los apartados [01] a [13]. [15] Artículo automotriz de acuerdo al párrafo [14], en donde el artículo automotriz es un artículo automotriz exterior o interior. [16] Uso del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de acuerdo con cualquiera de los párrafos [01] a [13] para artículos automotrices. [17] Proceso para la preparación del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de acuerdo con cualquiera de los párrafos [01] a [13] que comprende los pasos de (a) proporcionar un polipropileno fundido (PP), (b) proporcionar las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC), (c) impregnar las fibras de homopolímero de d efina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) del paso b) con polipropileno fundido (PP) del paso a), tal como para obtener el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C). [18] El proceso de acuerdo con el párrafo [17], en donde el paso c) de impregnación se lleva a cabo tal que la matriz (M) del paso a) se funda y las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) del paso b) están sustancialmente en forma sólida.
La presente invención ahora se describirá en detalle adicional por los ejemplos proporcionados a continuación.
Ejemplos 1. Definiciones/metodos de medición Las siguientes definiciones de términos y métodos de determinación aplican para la descripción general anterior de la invención, asi como a los ejemplos posteriores a menos que se defina de otro modo.
Cuantificación de isotacticidad en polipropileno por espectroscopia de RMN13C La isotacticidad se determina por espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) de 13C, cuantitativa después de la asignación básica como por ejemplo, en: V. Busico y R. Cipullo, Progress in Polymer Science, 2001, 26, 443-533. Los parámetros experimentales se ajustan para asegurar la medición de espectros cuantitativo para esta tarea especifica como por ejemplo, en: S. Berger y S.
Braun, 200 and More NMR Experiments: A Practical Course, 2004, Wilcy-VCH, Weinheim. Las cantidades se calculan usando relaciones simples corregidas de las integrales de señal de sitios representativos de una manera conocida en la téenica. La isotacticidad se determina al nivel pentavalente es decir, fracción miranm de la distribución pentavalente.
Cuantificación_ de_ contenido_ de_ comonómero_ por espectroscopia de FTIR El contenido de comonómero se determina por espectroscopia infrarroja con transformadas de Fourier (FTIR, por sus siglas en inglés) cuantitativa después de la asignación básica calibrada mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) de 13C, cuantitativa de una manera bien conocida en la técnica. Se prensan películas delgadas a un espesor de entre 100-500 mm y los espectros se registran en el modo de transmisión. Específicamente, el contenido de etileno de un copolímero de polipropileno-co-etileno se determina usando el área pico corregida de línea base de las bandas cuantitativas encontradas a 720-722 y 730-733 cm1. Específreamente, el contenido de buteno o hexeno de un copolímero de polietileno se determina usando el área pico corregida de linea base de las bandas cuantitativas encontradas a 1377-1379 cm1. Se obtienen resultados cuantitativos en base a la referencia al espesor de película.
Aleatoriedad: En las mediciones de FTIR, películas con espesor de 250 mm se moldearon por compresión a 225°C y se investigaron en un instrumento de FTIR Perkin-Elmer System 2000. El área pico de etileno (760 a 700 cm-1) se uso como una medida del contenido total de etileno. La banda de absorción para la estructura -P-E-P- (una unidad de etileno entre unidades de propileno), se presenta a 733 cm-1. Esta banda caracteriza el contenido aleatorio de etileno. Para las secuencias más largas de etileno (más de dos unidades), se presenta una banda de absorción a 720 cm 1. En general, se observa un resalto que corresponde a corridas más largas de de etileno para los copolímeros aleatorios. La calibración para el contenido total de etileno en base al área y el contenido aleatorio de etileno (PEP) en base a la altura pico a 733 cm-1 se hizo por RMN 13C. (Thermochimica Acta, 66 (1990) 53-68) .
Aleatoriedad = contenido de etileno aleatorio (-P-E-P-)/ contenido total de etileno x 100%.
La temperatura de fusión Tm se mide con calorimetría de exploración diferencial Mettler TA820 (DSC) en muestras de 5-10 mg. Se obtuvieron curvas tanto de cristalización como de fusión durante exploraciones de calentamiento y enfriamiento a 10°C/min y entre 30°C y 225°C. Se tomaron las temperaturas de fusión y de cristalización como los picos de las endotermas y exotermas. La DSC se corre de acuerdo a ISO 11357-3:1999.
MFR2 (230°C) se mide de acuerdo a ISO 1133 (230°C, 2-16 kg de carga).
Solubles en frío de xileno (XCS, % en peso): El contenido de solubles en xileno (XCS) se determina a 23°C de acuerdo a ISO 6427.
La viscosidad intrínseca se mide de acuerdo a DIN ISO 1628/1, octubre de 1999 (en Decalin a 135°C).
El módulo de tracción; la deformación por tracción; la resistencia a la deformación se miden a 23°C de acuerdo a ISO 527-1 (velocidad de cruceta 1 mm/min) usando especímenes moldeados por inyección de acuerdo a ISO 527-2 (IB), producidos de acuerdo a EN ISO 1873-2 (forma de hueso, 4 m de espesor).
Diámetro promedio de fibra: Determinado de acuerdo a ISO 1888: 2006(E), Método B, aumento de microscopio de 1000. 2. Ejemplos Los siguientes ejemplos inventivos IE1, IE2, IE3 y IE4 y ejemplos comparativos CE1, CE2, CE3 y CE4 se prepararon. Fibras de polipropileno (F) como se define más adelante de 16 cm de larga se colocaron en una cavidad tipo hueso de perro que se moldeó de acuerdo con EN ISO 1873-2 (forma de hueso de perro, 4 mm de espesor) con polipropileno (PP). Los detalles con respecto al polipropileno (PP) que forma la matriz (M) y las fibras (F) se pueden obtener de la tabla 1.
Tabla 1: Composición de ejemplos y ejemplos comparativos BF970MO es un copolimero de propileno heterofásico comercial de Borealis AG que tiene MFR2 (230°C) de 20 g/lOmin, un contenido total de comonómero (C2) de 8.0% en peso, un contenido de solubles en frío de xileno (XCS) de 17.5% en peso y una temperatura de fusión de 166°C.
Daplen EF150HP es un compuesto TPO de polipropileno comercialmente disponible de Borealis AG que tiene una MFR2 (230°C) de 22 g/10min, un contenido total de comonómero (C2) de 16% en peso, un contenido de solubles en frió de xileno (XCS) de 23% en peso y una temperatura de fusión de 165°C. homo-PP-correa (superficie lisa) es un producto de atadura comercial de Teufelberger Ges.mb.H. vendido bajo el nombre comercial TEWE PP A que tiene una temperatura de fusión de 168°C y un ancho de correa de fibras de 8 mm y un espesor de correa de fibras de 0.3 mm. homo-PP-correa (superficie acordonada) es un producto de atadura comercialmente disponible de Teufelberger Ges.mb.H. vendido bajo el nombre comercial TEWE PP A que tiene una temperatura de fusión de 168°C y un ancho de correa de fibras de 8 mm y un espesor de correa de fibras de 0.3 mm.
Nepol GB215HP es un producto compuesto comercialmente reforzado de Borealis AG que contiene 22% en peso de fibras largas de vidrio incrustadas en una matriz de copolimero de propileno, que tiene una MFR2 (230°C) de 2 g/10min y una temperatura de fusión de 166°C.
GB205U es un producto compuesto reforzado con fibras de vidrio comercial de Borealis AG que contiene 20% en peso de fibras de vidrio químicamente acopladas incrustadas en una matriz de homopolímero de propileno, que tiene una MFR2 (230°C) de 2.2 g/10min y una temperatura de fusión de 166°C.
Tabla 2: Resultados de ejemplos inventivos y ejemplos comparativos TM Módulo de tracción TSR Esfuerzo de tracción en la flexión TSA Deformación por tracción en la flexión TSS Resistencia a la tracción TSAT Deformación por tracción en la resistencia a la tracción TSSB Esfuerzo por tracción por la flexión en la ruptura TSAB Deformación por tracción en la flexión en la ruptura Los productos compuestos reforzados con fibra (FR-C) de acuerdo a los ejemplos inventivos muestran excelentes propiedades mecánicas tal como un alto módulo de tracción, esfuerzo de tracción y deformación por tracción que presentan además, un peso ligero y son fáciles de recielar.
La tabla 2 demuestra claramente que los producto compuestos reforzados con fibra (FR-C) inventivos que comprenden una matriz (M) y fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC) dispersada en la matriz (M) muestran niveles incrementados de esfuerzo de tracción en combinación con muy alta deformación por tracción en la flexión. En particular, se muestra que los valores determinados para la deformación por tracción en la flexión de los productos compuestos reforzados con fibra (FR-C) de acuerdo a los ejemplos inventivos son significativamente superiores que los valores determinados para el ejemplo comparativo.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Artículo automotriz que comprende un producto compuesto reforzado con fibra (FR-C), el producto compuesto reforzado con fibra caracterizado porque comprende: a) una matriz (M) que comprende un polipropileno (PP), y b) fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC) dispersadas en la matriz, y en donde la temperatura de fusión de la matriz (M) y/o del polipropileno (PP) está en el intervalo de +/-10°C, de la temperatura de fusión de las fibras de homopolímero (F-OH) y/o las fibras de copolímero de olefina (F-OC).
2. El artículo automotriz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de fusión de la matriz (M) y/o del polipropileno (PP) no es más de 20°C, tal como no más de 10°C, por arriba de la temperatura de fusión de las fibras de homopolímero (F-OH) y/o las fibras de copolímero de olefina (F-OC).
3. El artículo automotriz de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la temperatura de fusión de la matriz (M) y/o del polipropileno (PP) es +/- 5°C de la temperatura de fusión de las fibras de homopolímero (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC).
4. El artículo automotriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque (a) la temperatura de fusión de la matriz (M) y/o del polipropileno (PP) está en el intervalo por abajo de 175°C, de manera preferente en el intervalo de 130 a 175°C; y/o (b) la temperatura de fusión de las fibras de homopolímero (F-OH) y/o las fibras de copolímero de d efina (F-OC) está en el intervalo de 125-170°C.
5. El artículo automotriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) comprende (a) de 50 a 99.9% en peso de la matriz (M), y (b) de 0.1 a 50% en peso de fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de d efina (F-OC), en base al peso total del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C).
6. El artículo automotriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) (a) comprende no más de 10% en peso en base a la cantidad total del producto compuesto reforzado con fibra (FR-C) de fibras diferentes de las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o las fibras de copolimero de d efina (F-OC); o (b) está libre de cualquiera fibra que no sea fibra de polímero, preferentemente que no sean fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolimero de olefina (F-OC).
7. El articulo automotriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el polipropileno (PP) es un homopolimero de propileno (H-PP1) y/o un copolimero de propileno (C-PP1), de manera preferente el polipropileno (PP) es un copolimero de propileno (C-PP1).
8. El articulo automotriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la matriz (M) y/o el polipropileno (PP) tiene un velocidad del flujo de fusión MFR2 (230°C) medida de acuerdo a ISO 1133 de 1 a 500 g/10min, de manera preferente de 8 a 80 g/10min.
9. El articulo automotriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el polipropileno (PP) es un copolimero de propileno heterofásico (HECO) que comprende una matriz de polipropileno (M-HECO), de manera preferente la matriz de polipropileno (M-HECO) es un homopolimero de propileno (H-PP2), y está dispersado en el mismo un copolímero elastomérico (E).
10. El articulo automotriz de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el copolímero de propileno heterofásico (HECO) tiene (a) un contenido soluble en frío de xileno (XCS) medido de acuerdo a ISO 6427 (23°C) de no más de 35% en peso, y/o (b) una velocidad del flujo de fusión MFR2 (230°C) medida de acuerdo a ISO 1133 de 4 a 40 g/10min.
11. El artículo automotriz de conformidad con cualquiera de las reívindicaciones anteriores, caracterizado porque las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o las fibras de copolímero de olefina (F-OC) son fibras de homopolimero de olefina (F-OH), de manera preferente fibras de homopolimero de propileno (F-PH).
12. El artículo automotriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las fibras de homopolimero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC) están en la forma de fajos de fibras, preferentemente en la forma de fajos de fibras continúas.
13. Artículo automotriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el artículo automotriz es un artículo automotriz exterior o interior.
14. Proceso para la preparación del artículo automotriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque comprende los pasos de (a) proporcionar un polipropileno fundido (PP), (b) proporcionar las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC), (c) impregnar las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC) del paso b) con polipropileno fundido (PP) del paso a) tal como para obtener el producto compuesto reforzado con fibra (FR-C).
15. El proceso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el paso c) de impregnación se lleva a cabo tal que la matriz (M) del paso a) se funda y las fibras de homopolímero de olefina (F-OH) y/o fibras de copolímero de olefina (F-OC) del paso b) estén sustancialmente en forma sólida.
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